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Industrie 4.0: Wo steht Deutschland?

12/02/2018 10:21 CET | Aktualisiert 12/02/2018 10:21 CET
Henrik Andree

Interview mit der Innovationsforscherin Univ.-Prof. Marion A. Weissenberger-Eibl

Frau Prof. Weissenberger-Eibl, wie ist Deutschland im internationalen Vergleich im Bereich Industrie 4.0 aufgestellt?

Grundsätzlich liegt Deutschland bei der Digitalisierung im internationalen Vergleich im Mittelfeld (Digitalisierungsindikator: Platz 17 von 37). Vor allem die skandinavischen Länder, die USA und UK, aber auch Israel und Südkorea sind bei der Digitalisierung der Gesellschaft deutlich weiter. Dabei ist interessant, dass in Deutschland die Bevölkerung selbst hinsichtlich Digitalisierung durchaus sehr affin ist – es wird hier beispielsweise überdurchschnittlich viel im Internet bestellt. Die mittelmäßige Gesamtwertung ist einerseits auf das Investitionsverhalten der öffentlichen Hand zurückzuführen – und da geht es insbesondere um den Breitbandausbau und die Bildung. Andererseits zeigt sich in Deutschland aber auch in der Wirtschaft nur eine verhaltene Durchdringung mit Digitalisierungsanwendungen. Und hier bewegen wir uns auf dem Gebiet der Industrie 4.0.

Welche Relevanz hat das Thema Industrie 4.0 für Deutschland?

Grundsätzlich würde ich sagen, dass das Thema Industrie 4.0 in Deutschland im internationalen Vergleich eine besonders hohe Relevanz hat – nicht umsonst wurde hier der Begriff geprägt. International wird Deutschland sogar als Pilot- und Leitmarkt gesehen. Grund dafür ist nicht zuletzt, dass das Verarbeitende Gewerbe mit 22 Prozent nach wie vor einen – für ein Industrieland – verhältnismäßig hohen Anteil an der Bruttowertschöpfung aufweist. Damit verfügen wir über ein umfassendes Anwenderwissen, was als entscheidende Voraussetzung zu sehen ist, um digitale Konzepte auszuprobieren. Auch die starke Logistikbranche in Deutschland trägt dazu bei, dass dezentrale Produktionssysteme und entsprechende Vernetzungstechnologien in Pilotvorhaben getestet werden könnten.

Was macht das Thema für uns insbesondere spannend?

Die starke Position bei Produktionsanlagenherstellern. Immerhin hat der deutsche Maschinen- und Anlagenbau das Image, „Ausrüster der Welt“ zu sein. Aber auch ganz objektiv gesehen sind wir Weltmarktführer in vielen Bereichen der Produktionstechnik. Man kann also sagen, dass Deutschland vor allem als Leitanbieter eine gute Ausgangslage hat. Entsprechend haben wir bei den Herstellern eine gute Wettbewerbsposition hinsichtlich Industrie-4.0-Systemen für die Produktion. Nebenbei: Diese Stellung könnten wir durchaus selbstbewusst nutzen, um Industriestandards zu prägen. Aber wir sind natürlich nicht konkurrenzlos: Betrachtet man die globale Situation, dann verfügen insbesondere Südkorea und Japan über eine vergleichbar gute Ausgangslage, wenn es darum geht, die Industrie auszurüsten.

Ist Deutschland Leitmarkt für Industrie 4.0?

Nun wird international oft angenommen, dass der nach wie vor verhältnismäßig hohe Anteil des Verarbeitenden Gewerbes an der Wertschöpfung in Deutschland dazu führt, dass auch ein Leitmarkt für Industrie 4.0-Technologien in Deutschland zu finden ist. Gerade, weil hier oft komplexe Produkte mit bis zu Losgröße 1 gefertigt werden – für die sich entsprechende Technologien in besonderem Maße eigenen. Auch ist es naheliegend, das sehr weitreichende Systemwissen in der Industrie dazu zu nutzen, um Wertschöpfungsnetze in Smart Services umzusetzen.

Konkret zeigt sich allerdings, dass die breite Masse der Unternehmen im Verarbeitenden Gewerbe eher zögerlich ist, IT-nahe Prozesse insbesondere in der Produktion umzusetzen. 50 Prozent der Firmen setzen noch ganz überwiegend auf traditionelle Produktionsprozesse. In jedem Falle kann man sagen, dass Industrie 4.0 und Cyber-Physikalische-Systeme in der deutschen Produktion noch kein Standard sind. Aber, nach anfänglicher Skepsis, hat sich in letzter Zeit zumindest eine Grundbereitschaft zur Digitalisierung in der Produktion etabliert.

Wie wird sich die Digitalisierung der deutschen Industrie auf Wohlstand und Lebensqualität auswirken?

Die Digitalisierung der Industrie hat grundsätzlich wahrscheinlich weniger direkte als indirekte Wirkungen auf Wohlstand und Lebensqualität. Da wichtige Teile der deutschen Industrie nicht dem Konsumgüterbereich zuzuordnen sind, sind die Auswirkungen auf das konkrete Produktangebot schon einmal eher gering. Vielmehr geht es bei der Einführung von digitalen Technologien in der Industrie schlicht um die globale Wettbewerbsfähigkeit. In Bezug auf den Wohlstand lässt sich hier die einfache Formel anwenden: Je mehr effiziente Wertschöpfung in Deutschland erbracht wird, desto höher ist – zumindest der monetäre – Wohlstand zu erwarten. Dabei muss aber unbedingt betont werden, dass ein großer Teil der Wertschöpfung in Deutschland – nämlich 77 Prozent – außerhalb der Industrie erbracht wird. Und gegebenenfalls ist die globale wettbewerbssteigernde Wirkung der Digitalisierung außerhalb der Industrie sogar noch deutlich höher. Ich denke da beispielsweise an die Exportpotenziale von Dienstleistungen.

Weshalb wird sich der Einfluss der Digitalisierung der Industrie auf die Lebensqualität eher in engen Grenzen halten?

Die Lebens- und Arbeitsverhältnisse werden sich für einen großen Teil der Bevölkerung kaum ändern. Die Zahl derjenigen, die im produzierenden Gewerbe tatsächlich noch in der Produktion arbeiten, macht schon heute nur noch etwa 10 Prozent der Beschäftigten aus. Und die Beschäftigung in der Produktion selbst wird durch Digitalisierung beziehungsweise Automatisierung noch weiter zurückgehen. Neue Geschäftsmodelle in der industriellen Wirtschaft können neue Beschäftigungspotenziale eröffnen. Allerdings ist davon auszugehen, dass die entsprechende Tätigkeit eher Dienstleistungscharakter haben werden. Das heißt, schon auf mittlere Sicht wird der klassische Arbeiter in der Produktion eine absolute Ausnahme darstellen.

Was ist für Unternehmen der Treiber der digitalen Transformation?

Wichtigster Treiber der digitalen Transformation in der Industrie ist die Steigerung der Produktivität. Hier ist das zentrale Bestreben, durch höhere Effizienz die Kosten zu senken. Dabei steht insbesondere die Arbeitsproduktivität im Mittelpunkt. Grund dafür ist, dass bereits mit niederschwelligen Maßnahmen, wie der digitalen Produktionsplanung, deutliche Produktivitätsfortschritte erreicht werden können. Entsprechend nutzen in der Industrie bereits zwei Drittel digitale Tools in der Produktionsplanung.

Prinzipiell hat die Digitalisierung aber auch hohes Potenzial als Treiber für Innovationen. Auf der Basis von Big Data und künstlicher Intelligenz ist die Verbesserung von Verfahren und Prozessen möglich. Entsprechende Angebote werden bisher allerdings nicht in großem Maßstab genutzt. Ein weiteres spannendes Thema für die Effizienzsteigerung ist der Energie- und Ressourceneinsatz. Aber auch hier werden digitale Technologien noch wenig genutzt, obwohl gerade der Materialeinsatz als sehr relevanter Kostenblock in der Industrie gegebenenfalls gesenkt werden könnte.

Wie spiegelt sich diese Entwicklung im Mittelstand?

Vor allem bei kleinen und mittelständischen Firmen scheint eher ein diffuses Grundgefühl vorzuherrschen, etwas zu verpassen, wenn man die Digitalisierung nicht aufgreift und für die Produktions- und Unternehmensprozesse nutzt. Der scharfe Wettbewerbsdruck scheint aber gerade im Business-to-Business-Bereich und bei kleinen und mittelständischen Firmen noch nicht sehr ausgeprägt.

Und bei großen Firmen?

Hier ist der Umbau schon in vielen Fällen in vollem Gange. Die Digitalisierung wird hier oft aktiv und als zentraler Bestandteil des Wertschöpfungskonzepts angegangen. Sicherlich spielt dabei eine Rolle, dass erstens der Wettbewerbsdruck bei globaler Präsenz von multinationalen Unternehmen höher ist. Zweitens ist aber auch für die Umstellung von umfassenden Wertschöpfungskonzepten in großen Firmen ein langer Vorlauf erforderlich – schließlich müssen gegebenenfalls sogar ganze Wertschöpfungssysteme und Märkte umgestellt werden.

Weshalb sind die Ausrüster entscheidend als Treiber für die Digitalisierung?

Beispielsweise ist sie in der Prozessindustrie bereits weit fortgeschritten, weil bei entsprechenden Anlagen frühzeitig ein hoher Automatisierungsgrad erreicht wurde. Damit einhergehend sind schon viele Prozesse weitgehend digitalisiert. Bei der Stückgüterfertigung hingegen hält die Digitalisierung deutlich später Einzug und der Wandel wird eine ganze Weile dauern. Da Anlagen und Maschinen mit großen Investitionen verbunden sind, die auf Jahrzehnte hin abgeschrieben werden, erfolgt die Neubeschaffung einer – dann digitalisierten – Anlage nicht sehr häufig. Um hier einen Fortschritt bei der Nutzung von digitalen Technologien in der industriellen Produktion zu erzielen, wird insbesondere das sichere und einfache Nachrüsten von bereits installierten Anlagen ein entscheidender Erfolgsfaktor sein.

Welche Technologien bringen die zukunftsfähigste Veränderung?

Grundsätzlich geht es bei Industrie 4.0 natürlich um eine große Vielzahl an verschiedenen Technologien. Dabei hat Deutschland eine recht gute Position in der Computer- und Kommunikationstechnik, aber auch in der Mikroelektronik. Die Mikroelektronik ist in diesem Kontext besonders interessant, weil sie in Form von sogenannten eingebetteten Systemen, zusammen mit Embedded Software, Produkte – und damit auch Anlagen – smart werden lässt. In diesem Kontext ist übrigens auch die enorme Anstrengung der Bundesregierung hervorzuheben, die mit Investitionen von über 300 Millionen € die Forschung im Bereich Mikroelektronik als zentrale Enabling Technologie unterstützt.

Neben der Mikroelektronik haben wir in Deutschland technologisch eine gute Position, wenn es um Sensornetze geht. Aber auch bei typischen Industrie 4.0-Technologien, wie bei cyberphysikalischen Systemen, ist Deutschland gut aufgestellt. Man kann also sagen, wenn es um die Verknüpfung von Realwelt und Datenwelt geht, ist Deutschland in der ersten Liga dabei.

Beim Cloud-Computing wirken allerdings insbesondere sicherheitstechnische Vorbehalte in der Industrie hemmend. Gleichzeitig wird diese Technologie für die Umsetzung von Industrie 4.0-Angeboten eine entscheidende Bedeutung haben. Es wird also darum gehen, die Datensicherheit technologisch soweit voranzubringen, dass ein selbstverständlicher Datenaustausch über die Cloud möglich wird. Dabei sei allerdings auch hervorgehoben, dass es dabei nicht allein um eine technische Frage geht. Die Bedeutung von Vertrauen zwischen den Beteiligten ist mindestens ebenso hoch einzuschätzen, wenn sensible Produktionsdaten verfügbar gemacht werden.

Wer ist in Industrieunternehmen für die digitale Transformation verantwortlich?

Wenn es um die Einführung neuer Geschäftsmodelle auf der Basis von Digitalisierung geht, zeigt sich vor allem bei kleinen und mittelständischen Firmen, dass hier nach wie vor die Geschäftsführung die Federführung hat. Eine deutlich geringere Rolle haben der Vertrieb und das Marketing. Weitgehend nebensächlich sind Forschung und Entwicklung oder die EDV beziehungsweise IT-Abteilung. Die Einführung neuer Geschäftsmodelle ist entsprechen weniger ein technisches Thema, sondern wird vielmehr intensiv im Austausch mit Kunden, Lieferanten und Partnern erörtert und eingeführt. Das heißt, vor allem Digitalisierungsfragen mit Auswirkungen auf die Geschäftsbeziehungen ist nach wie vor Chefsache.

Dabei ist allerdings anzumerken, dass selbst in strukturstarken Regionen wie der Metropolregion Stuttgart die strategische Bedeutung digitaler Geschäftsmodelle noch nicht angekommen ist. Digitale Technologien werden zwar im Alltag für die verschiedensten Unternehmensprozesse eingeführt und genutzt. Aber in ihrer vollen Breite wird das strategische Potenzial bei weitem noch nicht ausgeschöpft. In dieser Hinsicht zeigt sich ein Trend, der auch ganz allgemein bei der Digitalisierung wirksam wird: Die neuen Geschäftsmodelle bei der Digitalisierung werden weniger von den aktuellen Akteuren innerhalb der Unternehmen umgesetzt, sondern vielmehr greifen neue Akteuren gerade Daten und technologiebasierte Geschäftsmodelle auf und führen sie am Markt ein.

Können Sie etwas zum Status der Digitalisierung in der deutschen Industrie sagen?

Die Digitalisierung der Produktion etabliert sich – anders als die Industrie 4.0-Debatte – in einem weitgehend „unaufgeregten“ Prozess: Der Anteil steigt seit langem kontinuierlich und stetig an. So ist heute schon bei 67 Prozent der Unternehmen in Deutschland Software zur Produktionsplanung und -steuerung Standard. Wenn es dagegen darum geht, digitale Daten mit Kunden und Lieferanten auszutauschen sind nur 30 Prozent der Firmen mit von der Partie. Oder bei der Bedienung von Anlagen beispielsweise mit Tabletts liegt der Anteil bei weniger als 20 Prozent. Bei der vernetzten Produktion sind wir noch weit weg von der Realität. Auch die Potenziale, auf der Basis von Daten und Plattformen ganz neue Geschäftsmodelle umzusetzen, sind noch bei Weitem nicht gehoben.

Man muss allerdings sagen, dass der Unterschied zwischen den verschiedenen Branchen und Unternehmensgrößen in Deutschland hinsichtlich Industrie 4.0 erheblich ist. Vor allen Dingen die Elektronik- und Elektroindustrie haben eine sehr hohe Affinität zu Industrie 4.0 und entsprechenden Technologien. Auch haben Firmen in der Automobilindustrie schon eine gute Position bei der Etablierung entsprechender Technologien in der eigenen Produktion. Ebenso öffnen sich der Maschinenbau – und ganz allgemein die Business-to-Business-Sektoren – dem Thema. Schwach ist allerdings die Logistik – trotz der Bedeutung der Branche für die digitalisierte Produktion.

Was fällt bei der Größenverteilung der Firmen besonders auf?

Gerade kleine Firmen halten sich bei der Nutzung von Digitalisierungstechnologien eher zurück. Großunternehmen hingegen implementieren Industrie 4.0-Technologien schon in vielfältiger Weise.

Woran liegt das?

Dies mag damit zusammenhängen, dass vor allem große Firmen, die eine höhere Stufe der Wertschöpfung bedienen, durch Industrie 4.0 Technologien eher eine prozessbeherrschende Stellung erlangen können. Dementsprechend bieten beispielsweise Unternehmen der Produktions- und Automatisierungstechnik wie Siemens, aber auch Bosch, Thyssen-Krupp oder Trumpf heute schon datenzentrierte Dienstleistungen und Plattformen an.

Welche Bedeutung haben Plattformangebote?

Für Deutschland insgesamt ist zu sagen, dass in diesem Bereich noch besondere Anstrengungen geboten sind. Was bisher die Industriestandards waren, werden in Zukunft die Plattformen werden, wenn es um die marktbeherrschenden Stellungen geht. Und die entsprechenden Angebote haben eine zentrale Bedeutung bei der Gestaltung zukünftiger Wertschöpfungs-Ökosysteme. Konkret laufen Firmen, die in ihrem Kerngeschäft nicht über die zentral genutzte Plattform verfügen, in Gefahr, in die Rolle der reinen Zulieferindustrie drängt zu werden. Leider gehört Deutschland in der Plattform- Ökonomie bislang nicht zu den Spitzenreitern.

Was muss dafür getan werden?

Ganz grundsätzlich wäre es wichtig, in der Breite die Anstrengungen zu erhöhen hinsichtlich digitaler Geschäftsmodelle und Internet-Anwendungen. Beispielsweise ist im Maschinenbau denkbar, Betreibermodelle in großer Zahl zu etablieren - dies kann bis dahin gehen, die Produktion als Ganzes in Zukunft von Maschinenbauern als Dienstleistung angeboten wird.

Vielen Dank für das Gespräch.